JP2007224105A - 摺動性に優れた熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 表面外観、摺動性に優れる熱可塑性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し、体積平均粒子径が0.008〜0.4μmのポリオルガノシロキサン(b−1)60〜90重量%の存在下に重合性単量体(b−2)40〜10重量%を重合して得られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)0.1〜10重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、前記ポリオルガノシロキサン(b−1)が、シロキサン単位を有するケイ素系化合物99.99〜99重量%およびシロキサン系グラフト交叉剤0.01〜1重量%を重合して得られるものであり、ケイ素原子の置換基として芳香族基を含有することを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し、体積平均粒子径が0.008〜0.4μmのポリオルガノシロキサン(b−1)60〜90重量%の存在下に重合性単量体(b−2)40〜10重量%を重合して得られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)0.1〜10重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、前記ポリオルガノシロキサン(b−1)が、シロキサン単位を有するケイ素系化合物99.99〜99重量%およびシロキサン系グラフト交叉剤0.01〜1重量%を重合して得られるものであり、ケイ素原子の置換基として芳香族基を含有することを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、成形体の摺動性を大きく向上させうるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を配合した熱可塑性樹脂組成物に関する。
ビデオデッキ、DVDプレーヤー等のAV機器、プリンタ、複写機等のOA機器をはじめとする種々の分野に熱可塑性樹脂からなる成形体が広く用いられている。それら成形体の要求特性のひとつとして摺動性が挙げられる。しかしながら、熱可塑性樹脂を単独で使用した場合は摺動性が不満足であったり、なお一層の向上が望まれたりしており、その対策のひとつとして熱可塑性樹脂に化学的、物理的安定性に優れた潤滑剤かつ離型剤であるシリコーンオイルを添加する方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
しかしながらシリコーンオイルを添加する従来の方法では、シリコーンオイルの添加量が多い場合、成形体表面に不具合を生じさせるという問題点を有していた。
一方、摺動性の優れたポリオルガノシロキサン系熱可塑性樹脂が提案さている(例えば、特許文献1および2参照)。
しかしながら、当該ポリオルガノシロキサン系熱可塑性樹脂は、成形体表面に不具合(黒いスジの発生、着色顔料の分離等)を生じさせるという問題点を有していた。
伊藤邦雄編,シリコーンハンドブック,日刊工業新聞社,1990年8月31日,p.153−154 特開平2−8209号公報
特開平5−25237号公報
伊藤邦雄編,シリコーンハンドブック,日刊工業新聞社,1990年8月31日,p.153−154
本発明は前記のごとき問題を解決し、成形体の表面外観、摺動性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供するものである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を熱可塑性樹脂に配合した熱可塑性樹脂組成物が、成形体の摺動性および表面外観を大きく改良できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し、体積平均粒子径が0.008〜0.4μmのポリオルガノシロキサン(b−1)60〜90重量%の存在下に重合性単量体(b−2)40〜10重量%を重合して得られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)0.1〜10重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、前記ポリオルガノシロキサン(b−1)が、シロキサン単位を有するケイ素系化合物99.99〜99重量%およびシロキサン系グラフト交叉剤0.01〜1重量%を重合して得られるものであり、ケイ素原子の置換基として芳香族基を含有することを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物に関する。
好ましい実施態様は、前記ポリオルガノシロキサン(b−1)におけるケイ素原子の置換基として、芳香族基を0.1〜60モル%の範囲で含有することを特徴とする、前記の熱可塑性樹脂組成物に関する。
好ましい実施態様は、ポリオルガノシロキサン(b−1)の重合に用いるシロキサン系グラフト交叉剤が、0.1〜0.6重量%であることを特徴とする、前記いずれかの熱可塑性樹脂組成物に関する。
好ましい実施態様は、重合性単量体(b−2)が、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、カルボキシル基含有ビニル系単量体およびマレイミド系単量体よりなる群から選ばれた1種または2種以上の単量体であることを特徴とする、前記いずれかの熱可塑性樹脂組成物に関する。
好ましい実施態様は、前記ポリオルガノシロキサン(b−1)のトルエン不溶分が10重量%以下であることを特徴とする、前記いずれかの熱可塑性樹脂組成物に関する。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を熱可塑性樹脂に配合した樹脂組成物は、当該組成物から得られる成形体の表面外観、摺動性に優れる。
本発明に用いるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)は、ポリオルガノシロキサン(b−1)60〜90重量%の存在下に、重合性単量体(b−2)40〜10重量%(ただし、(b−1)および(b−2)を合わせて100重量%)を重合して得られるものである。
本発明で用いるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)におけるポリオルガノシロキサン(b−1)は、シロキサン単位を有するケイ素系化合物99.99〜99重量%およびシロキサン系グラフト交叉剤0.01〜1重量%(ただし、当該ケイ素系化合物とグラフト交叉剤の合計は100重量%である。)を重合して得られるものであり、ケイ素原子の置換基として芳香族基を含有することを特徴とするものである。
ここで、シロキサン単位を有するケイ素系化合物とは、分子中に、一般式RmSiO(4-m)/2(式中、Rは置換または非置換の1価の炭化水素基であり、mは0〜3の整数を示す)で表される構造単位を有するものであればよく、また加水分解により当該単位を生成するケイ素系化合物であっても良い。前記一般式中における置換または非置換の1価の炭化水素基Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、およびそれらをシアノ基などで置換した置換炭化水素基などをあげることができる。なお、Rが複数個存在する場合は、それらは同一であっても異なっても良い。
シロキサン単位を有するケイ素系化合物の具体例としては、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6)、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサンなどの環状構造を有するオルガノシロキサンのほかに、直鎖状あるいは分岐状のオルガノシロキサンを挙げることができる。なお、環状オルガノシロキサンの中では、入手容易性や安定性の観点から、オクタメチルシクロテトラシロキサンであることが好ましい。これらオルガノシロキサンは、単独でも、あるいは2種以上を併用することもできる。
さらに、シロキサン単位を有するケイ素系化合物の具体例として、例えば、ケイ素原子にハロゲン、アルコキシ基、水酸基等の加水分解性珪素基が結合した構造を有する化合物も好適に使用することができる。具体例としては、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどがあげられるが、好ましくはジフェニルジメトキシシランである。これらのケイ素系化合物は、1種あるいは2種以上を併用することができる。
例えば、前記の環状構造を有するオルガノシロキサンとケイ素原子に加水分解性珪素基が結合した構造を有する化合物を、重量割合が50/50〜99.5/0.5の範囲、好ましくは55/45〜99/1の範囲、より好ましくは60/40〜98.5/1.5の範囲で混合してシロキサン単位を有するケイ素化合物として用いることができる。
前記シロキサン単位を有するケイ素系化合物としては、2官能のシロキサン単位を有するケイ素化合物が好ましいが、必要なら架橋剤を添加することもできる。この架橋剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシランなどの3官能性架橋剤、テトラエトキシシラン、1,3ビス〔2−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔1−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕ベンゼン、1−〔1−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕−3−〔2−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕ベンゼン、1−〔1−(ジメトキシメチルシリル)エチル〕−4−〔2−ジメトキシメチルシリル〕エチル〕ベンゼンなどの4官能性架橋剤を挙げることができる。これら架橋剤は、1種単独で使用することも、あるいは2種以上を混合して用いることもできる。ただし、この架橋剤の添加量が多過ぎるとポリオルガノシロキサン(b−1)の柔軟性が損なわれる傾向がある。架橋剤の使用量は、ポリオルガノシロキサン(b−1)に対して1重量%以下、さらには0.5重量%が好ましい。架橋剤量が1重量%を超える場合は、摺動性改良効果が低減する場合がある。
本発明においては、前記のシロキサン単位を有するケイ素系化合物として、後述するグラフト交叉剤と重複する場合があるが、その場合は加水分解性珪素基を含有し分子内に重合性2重結合を含む化合物をシロキサン系グラフト交叉剤に分類するものとする。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)におけるポリオルガノシロキサン(b−1)は、シロキサン単位を有するケイ素系化合物99.99〜99重量%およびシロキサン系グラフト交叉剤0.01〜1重量%を重合して得られるものである。
前記グラフト交叉剤としては、分子内に加水分解性珪素基および重合性2重結合を含む2官能のシロキサン系グラフト交叉剤であり、例えば、p−ビニルフェニルメチルジメトキシシラン、p−ビニルフェニルエチルジメトキシシラン、2−(p−ビニルフェニル)エチルメチルジメトキシシラン、3−(p−ビニルベンゾイロキシ)プロピルメチルジメトキシシラン、p−ビニルフェニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、テトラビニルテトラメチルシクロシロキサン、アリルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等があげられる。中でも、摺動性の観点からγ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。
前記グラフト交叉剤の使用量は、ポリオルガノシロキサン(b−1)の重合に用いるシロキサン単位を有するケイ素系化合物およびシロキサン系グラフト交叉剤の合計量に対し、0.01〜1重量%であることが好ましい。更に好ましくは0.05〜0.8重量%であり、特に好ましくは0.1〜0.6重量%である。前記グラフト交叉剤の使用量が0.01重量%未満では摺動性が低減する傾向にあり、グラフト交叉剤の使用量が1重量%を超えると表面性および摺動性改良効果が低減する傾向にある。
本発明のポリオルガノシロキサン(b−1)は、摺動性を改良する効果を向上できる観点から、ケイ素原子の置換基として芳香族基を含有することが好ましい。ポリオルガノシロキサン(b−1)におけるケイ素原子の置換基としては、芳香族基を0.1〜60モル%の範囲で含有することが好ましく、さらには0.3〜50モル%の範囲で含有することがより好ましい。
また、本発明のポリオルガノシロキサン(b−1)は、柔軟性の観点から、トルエン不溶分が10重量%以下であることが好ましく、更にはトルエン不溶分が5重量%以下であることがより好ましい。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)におけるポリオルガノシロキサン(b−1)量は、グラフト共重合体(B)中に60〜90重量%であり、好ましくは65〜85重量%であり、更に好ましくは70〜85重量%である。ポリオルガノシロキサン(b−1)量が60重量%未満では、本発明の組成物の離型性改良効果が低減する傾向にあり、逆に90重量%を超えると、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)をパウダー状態で得ることが困難となる傾向がある。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)におけるポリオルガノシロキサン(b−1)は公知の方法により得ることが可能であり、例えば、米国特許第2891920号、同第3294725号明細書などに記載されている方法、すなわち環状構造を有するオルガノシロキサン、アルコキシシランとグラフト交叉剤を、アルキルベンゼンスルホン酸などの乳化剤の存在下で、例えばホモジナイザー等の高速撹拌機を用いた高速せん断により水中に乳化分散した後、乳化重合する方法、環状構造を有するオルガノシロキサンとグラフト交叉剤を、アルキルベンゼンスルホン酸などの乳化剤の存在下で、例えばホモジナイザー等の高速撹拌機を用いた高速せん断により水中に乳化分散した後、乳化重合を開始し、この重合系にアルコキシシランを連続添加する方法、環状構造の有するオルガノシロキサン、アルコキシシランとグラフト交叉剤を、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダなどの乳化剤の存在下で、例えばホモジナイザー等の高速撹拌機を用いた高速せん断により水中に乳化分散した後、アルキルベンゼンスルホン酸が存在する重合系にこの乳化液を連続添加する方法などにより、製造することができるが、これらに限定されるわけではない。なお、前記アルキルベンゼンスルホン酸は、ポリオルガノシロキサンの乳化剤として作用すると共に、重合開始剤ともなるので好適である。この乳化剤の使用量は、環状構造を有するオルガノシロキサン、アルコキシシランとグラフト交叉剤の合計量に対して、通常0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜8重量%である。また重合温度は、通常5〜100℃である。また下記に記載されているシード重合法を適用することが好ましい。例えば、特開昭63−202630号公報、特開昭63−202631号公報、特開平4−258636号公報に開示される有機重合体をシード粒子として用いる方法。特開60−088040号公報に開示されるポリオルガノシロキサンラテックスをシードラテックスとして用いる方法。さらに好ましくは国際公開第03/068835号パンフレットで開示されるごとく環状シロキサンに対する膨潤性を有する有機重合体をシード粒子として用いる方法。またはラテックス粒子径が20nm以下、好ましくは15nm以下、より好ましくは10nm以下の重合体をシード粒子として用いる方法を採用することができる。
ポリオルガノシロキサン(b−1)の粒子の体積平均粒子径は0.008〜0.4μmが好ましいが、さらには0.009〜0.35μmがより好ましい。体積平均粒子径が0.008μm未満のものを安定的に得ることは難しい場合が多く、0.4μmを越えると本発明の組成物から得られる最終成形体の表面外観や摺動性が悪くなる場合がある。なお、粒子の体積平均粒子径は、例えば、光散乱法を用いた測定装置により求めることができる。測定装置の具体例として、LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS社のMICROTRAC UPAが例示されうる。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)の製造に用いられる重合性単量体(b−2)は、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)と熱可塑性樹脂(A)との相溶性を確保して、熱可塑性樹脂(A)にポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)を均一に分散させるために使用される成分である。
前記重合性単量体(b−2)の具体的な例としては、(i)スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−ブチルスチレン、クロルスチレン、ブロムスチレンなどの芳香族ビニル系単量体、(ii)アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量体、(iii)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ヒドロキシエチルなどの(メタ)アクリル酸エステル系単量体、(iv)イタコン酸、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸などのカルボキシル基含有ビニル系単量体、(v)マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−メチルフェニル)マレイミドなどのマレイミド系単量体などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)の製造に用いる重合性単量体(b−2)量は、グラフト共重合体(B)中において10〜40重量%であり、好ましくは15〜35重量%であり、更に好ましくは15〜30重量%である。重合性単量体(b−2)量が10重量%未満では、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)をパウダー状態で得ることが困難になる傾向にあり、逆に40重量%を超えると摺動性改良効果が低減する傾向にある。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)は、例えば、通常の乳化重合法を用いるにより、ポリオルガノシロキサン(b−1)の存在下で重合性単量体(b−2)をグラフト重合することにより得ることができる。
乳化重合によって得られたグラフト共重合体(B)ラテックスからポリマーを分離する方法としては、例えばラテックスに(i)塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、(ii)塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩、(iii)塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸および(iv)酢酸などの有機酸を添加することによりラテックスを凝固させた後、脱水乾燥する方法があげられる。また、凍結凝固法、スプレー乾燥法も使用することもできる。
本発明の熱可塑性樹脂(A)は、ポリスチレン(PS)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS)、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体からなるABS樹脂、前記ABS樹脂のスチレンの一部または大部分をα−メチルスチレンまたはマレイミドなどに置き換えた耐熱ABS樹脂、前記ブタジエンをエチレン−プロピレン系ゴムやポリブチルアクリレートなどに置き換えた(耐熱)AES樹脂または(耐熱)AAS樹脂、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体(MS)、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせ用いてもよい。
熱可塑性樹脂(A)に対する前記ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)の配合量としては、摺動性の点から、熱可塑性樹脂(A)100重量部に対しポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)0.1〜10重量部配合することが好ましく、更には(B)を0.2〜8重量部を配合することがより好ましい。ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)の配合量が0.1重量部未満では摺動性改良効果が低下する傾向があり、10重量部を超えると改良効果が飽和する傾向があり経済性等の点から好ましくない。
熱可塑性樹脂(A)およびポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)の混合は公知の方法により行うことが可能で、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、スーパーフローターなどで混合した後、ロール、単軸押出機、2軸押出機、ニーダーなどの溶融混練機で混練することにより行うことができる。
この際、通常使用される配合剤、すなわち顔料、着色剤、熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤などを必要に応じて適宜配合することができる。
樹脂組成物の成形法としては、通常の熱可塑性樹脂組成物の成形に用いられる成形法、すなわち、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法などを適用することができる。
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、実施例および比較例における評価方法を、以下にまとめる。
〔重合転化率〕
得られたラテックスを120℃の熱風乾燥機で1時間乾燥して固形成分量を求めて、100×(固形成分量/仕込み単量体量)(%)で示される計算式により算出した。
得られたラテックスを120℃の熱風乾燥機で1時間乾燥して固形成分量を求めて、100×(固形成分量/仕込み単量体量)(%)で示される計算式により算出した。
〔体積平均粒子径〕
得られた重合体粒子の体積平均粒子径をラテックスの状態で測定した。測定装置として、LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS社のMICROTRAC UPAを用いて、光散乱法により体積平均粒子径(μm)を測定した。
得られた重合体粒子の体積平均粒子径をラテックスの状態で測定した。測定装置として、LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS社のMICROTRAC UPAを用いて、光散乱法により体積平均粒子径(μm)を測定した。
〔トルエン不溶分〕
得られたポリオルガノシロキサン重合体のラテックス10mlにメタノール100mlを加え、振盪器(大洋科学工業(株)製、SR−11)を用い1500cpmで2時間室温で振盪した。これを遠心分離機(日立製作所製、SCP70H)を用い23000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションにより、メタノール不溶分と可溶分とに分離した。メタノール不溶分を70℃で11時間真空乾燥後、約1gを精秤し、約40mlのトルエンを添加し、振盪器(大洋科学工業(株)製、SR−11)を用い1500cpmで2時間室温で振盪した。これを遠心分離機(日立製作所製、SCP70H)を用い23000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションにより、トルエン不溶分と可溶分とに分離した。トルエン不溶分を70℃で11時間真空乾燥後、その重量を求めた。ポリオルガノシロキサン重合体のトルエン不溶分の重量%は次式で求めた。
トルエン不溶分の重量%=トルエン不溶分の重量(g)/試料採取量(g)×100
得られたポリオルガノシロキサン重合体のラテックス10mlにメタノール100mlを加え、振盪器(大洋科学工業(株)製、SR−11)を用い1500cpmで2時間室温で振盪した。これを遠心分離機(日立製作所製、SCP70H)を用い23000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションにより、メタノール不溶分と可溶分とに分離した。メタノール不溶分を70℃で11時間真空乾燥後、約1gを精秤し、約40mlのトルエンを添加し、振盪器(大洋科学工業(株)製、SR−11)を用い1500cpmで2時間室温で振盪した。これを遠心分離機(日立製作所製、SCP70H)を用い23000rpmで30分間遠心分離し、デカンテーションにより、トルエン不溶分と可溶分とに分離した。トルエン不溶分を70℃で11時間真空乾燥後、その重量を求めた。ポリオルガノシロキサン重合体のトルエン不溶分の重量%は次式で求めた。
トルエン不溶分の重量%=トルエン不溶分の重量(g)/試料採取量(g)×100
〔粉体特性〕
得られたポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体ラテックスを凝固、脱水、乾燥した後のパウダー状態を、下記基準で評価した。
◎:パウダー表面に粘着感がなく、良好なパウダーが得られた。
×:大きな塊となり、パウダーが得られなかった。
得られたポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体ラテックスを凝固、脱水、乾燥した後のパウダー状態を、下記基準で評価した。
◎:パウダー表面に粘着感がなく、良好なパウダーが得られた。
×:大きな塊となり、パウダーが得られなかった。
〔成形体の表面外観〕
得られたペレット状の樹脂組成物を、射出成形機((株)ファナック製、FAS−100B)を用いてシリンダー温度260℃にて平板(100×150mm、厚み3mm)を20枚連続成形し、成形体の表面を目視にて下記基準で評価した。
○:20枚すべてに表面不具合(黒スジまたは表面荒れの発生)が観察されない。
×:黒いスジまたは表面荒れの表面不具合が1枚以上観察された。
得られたペレット状の樹脂組成物を、射出成形機((株)ファナック製、FAS−100B)を用いてシリンダー温度260℃にて平板(100×150mm、厚み3mm)を20枚連続成形し、成形体の表面を目視にて下記基準で評価した。
○:20枚すべてに表面不具合(黒スジまたは表面荒れの発生)が観察されない。
×:黒いスジまたは表面荒れの表面不具合が1枚以上観察された。
〔摺動性〕
摺動性を表す動摩擦係数の測定は、表面性試験機(新東科学(株)製、HEIDON−14D)を使用し、上記記載の平板に対し、接触子はポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を含まない材料(10×10mm)で、500g荷重、20mm/minの条件で測定した。なお、動摩擦係数の数値が低い程、摺動性に優れていることを表す。
摺動性を表す動摩擦係数の測定は、表面性試験機(新東科学(株)製、HEIDON−14D)を使用し、上記記載の平板に対し、接触子はポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を含まない材料(10×10mm)で、500g荷重、20mm/minの条件で測定した。なお、動摩擦係数の数値が低い程、摺動性に優れていることを表す。
(B)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の製造
(製造例1)ポリブチルアクリレート系シードポリマー(SD−1)の製造
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、純水400重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ13重量部(固形分)を仕込み、撹拌しながら窒素気流中で50℃まで昇温した。50℃到達後、ブチルアクリレート10重量部、t−ドデシルメルカプタン3重量部を加えた。30分後、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.01重量部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.3重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム0.01重量部、硫酸第一鉄(七水塩)0.0025重量部を加え、1時間攪拌した。ブチルアクリレート90重量部、t−ドデシルメルカプタン27重量部、およびパラメンタンハイドロパーオキサイド0.09重量部の混合物を3時間かけて連続滴下追加した。追加終了後、50℃で2時間撹拌し、重合を終了し、シードポリマー(SD−1)ラテックスを得た。得られたシードポリマー(SD−1)の体積平均粒子径は0.01μm、重合転化率は90%(t−ドデシルメルカプタンを原料成分とみなした)であった。
(製造例1)ポリブチルアクリレート系シードポリマー(SD−1)の製造
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、純水400重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ13重量部(固形分)を仕込み、撹拌しながら窒素気流中で50℃まで昇温した。50℃到達後、ブチルアクリレート10重量部、t−ドデシルメルカプタン3重量部を加えた。30分後、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.01重量部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.3重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム0.01重量部、硫酸第一鉄(七水塩)0.0025重量部を加え、1時間攪拌した。ブチルアクリレート90重量部、t−ドデシルメルカプタン27重量部、およびパラメンタンハイドロパーオキサイド0.09重量部の混合物を3時間かけて連続滴下追加した。追加終了後、50℃で2時間撹拌し、重合を終了し、シードポリマー(SD−1)ラテックスを得た。得られたシードポリマー(SD−1)の体積平均粒子径は0.01μm、重合転化率は90%(t−ドデシルメルカプタンを原料成分とみなした)であった。
(製造例2)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)の製造
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、シードポリマー(SD−1)2重量部(固形分)を仕込み、純水300重量部、オクタメチルシクロテトラシロキサン68.5重量部、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン0.2重量部およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ5.0重量部(固形分)の成分からなる混合物をホモミキサー(TOKUSHU KIKA KOGYO製モデルM)で7000rpmで5分間撹拌してエマルジョンを調製したものを一括投入した。
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、シードポリマー(SD−1)2重量部(固形分)を仕込み、純水300重量部、オクタメチルシクロテトラシロキサン68.5重量部、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン0.2重量部およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ5.0重量部(固形分)の成分からなる混合物をホモミキサー(TOKUSHU KIKA KOGYO製モデルM)で7000rpmで5分間撹拌してエマルジョンを調製したものを一括投入した。
次に、ドデシルベンゼンスルホン酸1.5重量部を10重量%水溶液として添加し、撹拌しながら窒素気流下で80℃まで昇温した。80℃に到達1時間後からジフェニルジメトキシシラン29.3重量部を10重量部/時間の滴下速度で連続的に反応器に追加した。滴下終了後、80℃で8時間撹拌を続けた後、23℃に冷却して20時間放置した。その後、水酸化ナトリウム水溶液を添加して、得られたラテックスのpHを6.5に調節して重合を終了し、ポリオルガノシロキサン(b−1a)ラテックスを得た。得られたポリオルガノシロキサン(b−1a)ラテックスの体積平均粒子径は、0.14μmであった。ポリオルガノシロキサン(b−1a)の置換基における芳香族基含有量は、23.4モル%であり、トルエン不溶分は0重量%であった。
続いて、撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、純水250重量部、および上記ポリオルガノシロキサン(b−1a)ラテックス80重量部(固形分)を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で60℃まで昇温した。60℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム0.01重量部および硫酸第一鉄(七水塩)0.0025重量部を加えた後、メタクリル酸メチル20重量部、およびクメンハイドロパーオキサイド0.15重量部の混合物を3時間かけて滴下追加し、追加終了後2時間撹拌を続けてグラフト共重合体(B−1)ラテックスを得た。重合転化率は99%であった。
得られたラテックス100重量部(固形分)に対して、塩化カルシウム4重量部を5重量%水溶液として添加し、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを97℃まで加熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてパウダー状のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)を得た。
(製造例3〜7)ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−2)〜(B−6)
表1及び2に示すように、ポリオルガノシロキサン(b−1)ラテックスの組成および重合性単量体(b−2)組成比を変更した以外は、製造例1と同様にしてパウダー状のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−2)〜(B−6)を得た。
表1及び2に示すように、ポリオルガノシロキサン(b−1)ラテックスの組成および重合性単量体(b−2)組成比を変更した以外は、製造例1と同様にしてパウダー状のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−2)〜(B−6)を得た。
ポリオルガノシロキサン(b−1a)〜(b−1d)の重合組成、芳香族基含量(モル%)、トルエン不溶分および体積平均粒子径(μm)を表1に示す。
ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)〜(B−6)の組成、重合転化率および得られたパウダー特性を表2に示す。
(A)熱可塑性樹脂の製造
(製造例8)熱可塑性樹脂(A−1)の製造
100L耐圧重合機に純水200重量部を仕込み、重合機内を脱気し、窒素置換した後、ブタジエン100重量部、ロジン酸カリウム0.3重量部、ロジン酸ナトリウム0.1重量部、炭酸ナトリウム0.05重量部および過硫酸カリウム0.2重量部を仕込んだ。60℃まで昇温して重合を開始し、30時間重合を継続させた。得られたジエン系ゴム重合体ラッテクスの体積平均粒子径は0.24μmであり、重合転化率は95%であった。
(製造例8)熱可塑性樹脂(A−1)の製造
100L耐圧重合機に純水200重量部を仕込み、重合機内を脱気し、窒素置換した後、ブタジエン100重量部、ロジン酸カリウム0.3重量部、ロジン酸ナトリウム0.1重量部、炭酸ナトリウム0.05重量部および過硫酸カリウム0.2重量部を仕込んだ。60℃まで昇温して重合を開始し、30時間重合を継続させた。得られたジエン系ゴム重合体ラッテクスの体積平均粒子径は0.24μmであり、重合転化率は95%であった。
続いて、攪拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、純水250重量部、および上記ジエン系ゴム重合体ラテックス70重量部(固形分換算)を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で60℃まで昇温した。60℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム0.01重量部および硫酸第一鉄(七水塩)0.0025重量部を加えた後、アクリロニトリル8重量部、スチレン22重量部およびクメンハイドロパーオキサイド0.3重量部の混合物を5時間かけて連続滴下追加し、追加終了後2時間撹拌を続けてグラフト共重合体(a−1)ラテックスを得た。重合転化率は99%であった。
他方、攪拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた反応器に、純水250重量部、およびジオクチルスルホコハク酸ナトリウム0.6重量部(固形分)を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で65℃まで昇温した。65℃到達後、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム0.01重量部および硫酸第一鉄(七水塩)0.0025重量部を加えた後、α−メチルスチレン60重量部、アクリロニトリル25重量部、スチレン15重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.2重量部およびクt−ドデシルメルカプタン0.3重量部の混合物を8時間かけて連続滴下追加し、追加終了後2時間撹拌を続けて共重合体(a−2)ラテックスを得た。重合転化率は98%であった。
得られたグラフト共重合体(a−1)ラッテクスおよび共重合体(a−2)ラッテクスを25:75の割合(固形分)で混合した後、塩化カルシウム3重量部(樹脂固形分100重量部あたり)を5重量%水溶液として添加し、凝固スラリーを得た。凝固スラリーを98℃まで下熱した後、50℃まで冷却して脱水後、乾燥させてパウダー状の熱可塑性樹脂(A−1)を得た。
(実施例1)
熱可塑性樹脂(A−1)99重量部、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)1重量部、エチエンビスステアリルアミド1重量部およびフェノール系抗酸化剤(旭電化工業(株)製、AO−20))0.2重量部を配合し、ヘンシェルミキサー(カワタ(株)製、SMV−20)で5分間撹拌してブレンドした。さらに、ベント式単軸押出機((株)タバタ製、HV−40−28)を用いて、シリンダー設定温度260℃にて溶融混練して、樹脂組成物のペレットを製造した。得られたペレットを、射出成形機((株)ファナック製、FAS−100B)を用いて、シリンダー設定温度260℃にて各試験片を射出成形して作製し、摺動性評価を行った。その評価結果を表3に示す。
熱可塑性樹脂(A−1)99重量部、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)1重量部、エチエンビスステアリルアミド1重量部およびフェノール系抗酸化剤(旭電化工業(株)製、AO−20))0.2重量部を配合し、ヘンシェルミキサー(カワタ(株)製、SMV−20)で5分間撹拌してブレンドした。さらに、ベント式単軸押出機((株)タバタ製、HV−40−28)を用いて、シリンダー設定温度260℃にて溶融混練して、樹脂組成物のペレットを製造した。得られたペレットを、射出成形機((株)ファナック製、FAS−100B)を用いて、シリンダー設定温度260℃にて各試験片を射出成形して作製し、摺動性評価を行った。その評価結果を表3に示す。
(実施例2〜3)
表3に示すように、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体および熱可塑性樹脂の組成比を変更した以外は、実施例1と同様にペレットを製造し、その後、射出成形を行って摺動性評価を行った。その評価結果を表3に示す。
表3に示すように、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体および熱可塑性樹脂の組成比を変更した以外は、実施例1と同様にペレットを製造し、その後、射出成形を行って摺動性評価を行った。その評価結果を表3に示す。
(比較例1〜5)
表4に示すように、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体および熱可塑性樹脂の組成比を変更した以外は、実施例1と同様にペレットを製造し、その後、射出成形を行って摺動性評価を行った。その評価結果を表4に示す。
表4に示すように、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体および熱可塑性樹脂の組成比を変更した以外は、実施例1と同様にペレットを製造し、その後、射出成形を行って摺動性評価を行った。その評価結果を表4に示す。
ただし、比較例2に関しては、表2に示したようにポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−2)のパウダー特性が悪く、摺動性の評価は行わなかった。
(比較例6)
表4に示したように、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)の代替えとしてジメチルシリコーンオイル(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SH200(粘度10000cSt))を使用した以外は、実施例1と同様にペレットを製造し、その後、射出成形を行って摺動性評価を行った。その評価結果を表4に示す。
表4に示したように、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B−1)の代替えとしてジメチルシリコーンオイル(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SH200(粘度10000cSt))を使用した以外は、実施例1と同様にペレットを製造し、その後、射出成形を行って摺動性評価を行った。その評価結果を表4に示す。
比較例1は、グラフト共重合体(B)を配合しないため摺動性に劣っている。比較例3は、グラフト共重合体(B)中のポリオルガノシロキサン(b−1)使用量が規定範囲より少ないため実施例に比べ摺動性の改良効果が劣っている。比較例4は、グラフト共重合体(B)中のポリオルガノシロキサン(b−1)の重合に用いるグラフト交叉剤量が規定範囲より多いため実施例に比べ表面外観、摺動性の改良効果が劣っている。比較例5は、グラフト共重合体(B)中のポリオルガノシロキサン(b−1)の重合に用いるグラフト交叉剤量が規定範囲より多く、ポリオルガノシロキサン(b−1)中に芳香族基を含まないため実施例に比べ表面外観、摺動性の改良効果が劣っている。比較例6は、グラフト共重合体(B)の代替えとしてジメチルシリコーンオイルを使用したため実施例に比べ表面外観が劣っている。
本発明の特定組成のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を熱可塑性樹脂に配合した樹脂組成物は、摺動性が優れるので、これら特性が求められる個所、部品等に用いることができる。例えば、以下が例示されうる。
コンソールボックス、ピラー、センターパネル、メーターパネル、コントロールスイッチパネル、コラムカバー、ラジエーターグリル、ホイルキャップ、ホイルカバー、外装ピラー、センターピラー、ランプハウジング、ドアミラーハウジング、二輪用カウル、ドアミラー、ステアリング、シフトレバー、ペダル、ドアロック、各種スイッチ、ドア部材、シートベルトなどの自動車内外装部材、これら部品の軸受け、ギヤー部材、プーリー材。
ゲーム機、電話機、携帯電話機、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、プリンター、コピー機、ファクシミリ、プロジェクターなどのOA機器のハウジング材、軸受け材、ギヤー材、プーリー材。
ソート便、シャーシや部品、テレビ、冷蔵庫、ルームエアコン、洗濯機、掃除機、照明器具、電子レンジ、扇風機、換気扇、ひげ剃りなどの家庭電気機器のハウジングや軸受け材、ギヤー材、プーリー材。
ビデオデッキ、DVDプレーヤー等のAV機器のプレート、ハウジング材、軸受け材、ギヤー材、プーリー材。
コンテナ、文房具(ボールペン、マジックなど)、パチンコ、玩具などの日用雑貨。
便座、便蓋、タンク、シャーワー部品、ポンプ部品、給排水口、窓枠サッシ、床材、敷居材、手すり材等の建材住宅部品のハウジングや軸受け、ギヤー材、プーリー材。
時計、玩具、カメラ、ブラインド材、カーテン材、各種家庭用品の軸受け材、ギヤー材、プーリー材。
その他、各種軸受けのシール材、各種ポンプ、各種産業機械の軸受け、ギヤー材、プーリー材用。
Claims (5)
- 熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し、体積平均粒子径が0.008〜0.4μmのポリオルガノシロキサン(b−1)60〜90重量%の存在下に重合性単量体(b−2)40〜10重量%を重合して得られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B)0.1〜10重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、
前記ポリオルガノシロキサン(b−1)が、シロキサン単位を有するケイ素系化合物99.99〜99重量%およびシロキサン系グラフト交叉剤0.01〜1重量%を重合して得られるものであり、ケイ素原子の置換基として芳香族基を含有することを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。 - 前記ポリオルガノシロキサン(b−1)におけるケイ素原子の置換基として、芳香族基を0.1〜60モル%の範囲で含有することを特徴とする、請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ポリオルガノシロキサン(b−1)の製造に用いるシロキサン系グラフト交叉剤が、0.1〜0.6重量%であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 重合性単量体(b−2)が、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、カルボキシル基含有ビニル系単量体およびマレイミド系単量体よりなる群から選ばれた1種または2種以上の単量体であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリオルガノシロキサン(b−1)のトルエン不溶分が10重量%以下であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
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JP2006044788A JP2007224105A (ja) | 2006-02-22 | 2006-02-22 | 摺動性に優れた熱可塑性樹脂組成物 |
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JP2014218574A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 株式会社クラレ | ポリアミド樹脂組成物 |
-
2006
- 2006-02-22 JP JP2006044788A patent/JP2007224105A/ja active Pending
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